rail矿用电机车仿真研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com基于ADAMS／Rail的矿用电机车仿真研究口李礼口龙腾蛟z口龙泉-1．三一重工泵送事业部湖汽研究院长沙4101002．株洲时代新材料科技股份有限公司湖南株洲412007摘要：根据某款20t矿用电机车三维实体模型及相关设计参数．在ADAMS／Rail软件中建立该电机车的虚拟样机、轨道模型及轮轨接触模型，组成电机车系统，分别在直道和弯道的运行工况下．对电机车系统的运行稳定性及运行平稳性进行分析。仿真结果表明，该20t矿用电机车具有良好的动力学性能，在低速的运行工况下能安全运行．为该车进一步设计和改进提供了可靠的依据关键词：ADAMS／Rai

2、I矿用电机车动力学虚拟样机中图分类号：TH113．25；TP391．9文献标识码：A文章编号：1000—4998f2014)09—0032—03矿用电机车是目前矿井水平线路及地面长距离运我国《铁道车辆动力学性能评定和实验鉴定规范》输煤炭、矸石、材料、设备及人员的一种重要的运输工(GB5599—85)规定的抗脱轨稳定性的标准_3]，见表1，具，由于其具有运输成本低、运载能力大、速度可调、维表中的第一限度为合格标准．第二限度是增大了安全护方便、操作简单等优点．在矿区得到广泛使用Eli受裕量的标准。矿区地形的限制，矿区运行的轨道弯道多且曲率大．运表1车辆脱轨的评定标准行时容易出现

3、安全事故．其中以脱轨事故居多_2_目前评定指标第一限度第二限度国内关于矿用电机车运行安全性的研究甚少．主要集脱轨系数≤1-2≤1．O中在电机车脱轨原因的分析及怎样复位上本文以某轮重减载率≤O．65≤O．6款20t矿用电机车为例．根据其三维实体模型及相关脱轨系数Qm的计算公式为：设计参数．在ADAMS／Rail软件中建立该电机车的虚等P=l机tan(、1)拟样机及轨道模型，组成电机车系统．分别在直道和弯道的运行T况下．对电机车系统的运行稳定性和运行式中：Q为作用在车轮上的横向力：P为作用在车轮上平稳性进行仿真分析仿真结果表明．该20t矿用电机的垂向力；为车轮的轮缘角；为轮缘处

4、的摩擦因数。车在低速运行时具有良好的运行安全性．为该车进一1．2倾覆系数步设计和改进提供了可靠的依据运行的车辆在侧向风力、离心力、横向振动惯性力等综合作用下会向一侧倾斜．导致车辆横向侧滑或者1电机车运行安全性评价是倾覆。车辆是否有倾覆的危险用倾覆系数DE31来衡电机车运行安全性主要通过运行稳定性和运行平量，D的计算公式为：稳性来评价，其中运行稳定性评价指标包括脱轨系数、D=，(2)轮重减载率和倾覆系数等．运行平稳性指标包括式中：Pd为车辆或转向架同一侧车轮的动载荷，kN；Sperling系数、加速度最大限值和JaneWav指标等从为相应车轮的静载荷．kN电机车运行安全性考虑

5、．本研究主要选择稳定性指标《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》中规中的脱轨系数、轮重减载率、倾覆系数及平稳性指标中定，试验车辆的倾覆系数应满足D<0．8的Sperling系数作为车辆运行安全性的评价指标1．3Sperling系数1．1脱轨安全性Sperling系数是目前用于评价车辆平稳性的重要目前国内外主要通过脱轨系数p／尸和轮重减载率指标之一，表2是我国《铁道车辆动力学性能评定和试△P／P来评价车辆抗脱轨稳定性脱轨系数为作用在车验鉴定规范》关于铁道货运车辆运行平稳性等级与指轮轮轨接触点上的横向力与垂向力的比值轮重减载标的规定率作为辅助的评价指标．为车辆轮重减载量与减载

6、侧2虚拟样机建模车轮平均轮重的比值收稿日期：2014年5月2．1电机车建模l国2014／9机械制造52卷第601期学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com侧车轮所受的力减小．车轮减载。物完整性的影响本次分析采用Sperling系数评价电仿真得到在弯曲轨道运行工况下电机车稳定性评机车运行平稳性仿真得到直道与弯道的电机车平稳价指标曲线如图3所示．评价指标的最大值见表5。图性评价系数见表63中．由于电机车的运行速度不同．造成进入弯道的时对比表中的Sperling系数与表2中国家规定值的间有先后．故各指标峰值出现的时间也有先后大小．可知电机车匀速通过

7、平直轨道和弯曲轨道时．其由图3和表5可知，当电机车分别以10km／h、15各项平稳性指标都低于国家标准规定的值．平稳性均km／h、20km／h的速度匀速通过弯道时，脱轨系数、轮达到1级水平重减载率与倾覆系数都发生较大变化电机车以1O电机车匀速运行在直道时．横向与垂向Sloerlingkm／h运行时．3个指标都远小于规定限值．运行安全性系数未发生明显变化．说明电机车以中低速运行时．其好：电机车以15km／h运行时．脱轨系数和倾覆系数都运行平稳性受速度影响不大当电机车匀速运行在弯比限值小很多．但轮重减载率接近规定的第二